Biyolojik lipidler bir çok farkli kimyasal yapıda bulunabilirler. Ancak, lipidlerin en yaygın bilinen özellikleri sudaki erimezlikleridir. Bu hidrofobik (suda erimeyen) özelliklerinden dolayı diğer biyolojik moleküllerden hem yapı ve hem de fonksiyonel farklar gösterirler. Lipidlerin fonksiyonları da, kimyasal yapıları gibi farklılıklar gösterir.

1. Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007
1
301 BİYOKİMYA I
Hikmet Geçkil, Profesör
İnönü Üniversitesi
Biyoloji Bölümü
Bölüm 8: Lipidler
Hikmet Geçkil

2. Lipidlerin bazı fonksiyonları?
• Enerji
• Yalıtım
• Hücre zarı
• Steroid hormon sentezi
• Isı regülasyonu
• Yağda eriyen vitaminlerin alınımı ve depolanması
Hikmet Geçkil 2Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

3. • Biyolojik lipidler bir çok farkli kimyasal
yapıda bulunabilirler.
• Ancak, lipidlerin en yaygın bilinen
özellikleri sudaki erimezlikleridir.
• Lipidlerin fonksiyonları da, kimyasal
yapıları gibi farklılıklar gösterir.
Hikmet Geçkil 3Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

4. Hikmet Geçkil 4Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

5. • Trigliseroller (trigliseridler) depo edilen
yağları oluştururken, fosfolipidler ve steroller
biyomembranların (hücre zari) % 50 sini
oluştururlar.
Hikmet Geçkil 5Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

6. • Diğer lipidler canlıda veya hücrede az miktarlarda
bulunurlarsa da, bunların enzim kofaktorleri,
elektron taşıyıcılar, ışık absorbe eden pigmentler,
bazı hormonlar ve hücre içi mesaj molekülleri
olarak davrandıklarından oldukça önemlidirler.
Hikmet Geçkil 6Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

7. • Depo edilen yağlar oldukça redüklenmiş çeşitli yağ
asidi türevlerinden oluşmuşlardır.
• Yağ asitleri genelde 12-24 karbonu hidrokarbon
zincirine sahip karboksilik asitlerdir (bir alkil
zincirin ucunda bir karboksil grubu (COOH) vardır).
yüksek bitki ve hayvanlarda en çok bulunan yağ
asitleri C16 ve C18 çaşıtlarıdır.
• Örnek, palmitik asit (16:0):
Hikmet Geçkil 7Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

8. • Bazı yağ asitleri yukarıda olduğu gibi
doyurulmuşken (yani yapıda çift bag bulunmaz) ve
dallanmamış bir yapı gösterirken [örneğin, palmitik
asit (16:0) ve stearik asit (18:0)],
Hikmet Geçkil 8Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

9. • Diğer bazılarında bir veya bir kaç çift bağ bulunur
ki bunlara doymamış yağ asitleri denir. Örneğin,
oleik asit (18:1∆9
):
Hikmet Geçkil 9Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

10. • Lipidlerdeki yağ asidi zincirini tanımlamada kullanılan bu
çeşit numaralandırma metodunda ilk rakam zincirdeki
toplam karbon sayısını gösterirken, iki noktadan sonraki
rakam ise çift bag sayısını ve delta işaretinin üstündeki
rakam ise çift bağın pozisyonunu (karboksil ucundan
başlayarak kaçıncı karbonda çift bağın oluştuğu) gösterir.
• Örneğin, palmitik asit (16:0), 16 karbondan oluşur ve hiç
çift bağ taşımaz. Ancak, oleik asit (18:1∆9
), 18 karbondan
oluşmakta ve 1 adet çift bag içermekte ve bu çift bag
karboksil ucundan (COOH) başlanarak 9. karbonda (yani
dokuzuncu karbonla onuncu karbon arasında) bulunur.
Hikmet Geçkil 10Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

11. • Örneğin, stearik asit (18:0) 70 o
C, oleik asit (18:1)
ise 13 o
C erime sıcaklığına sahiptir.
• Bu nedenledir ki, oda sıcaklığında doymamış yağ
asidi içeren yağlar sıvı halde bulunurken, doymamış
yağ asitlerinden meydana gelen yağlar kati veya
mumumsu halde bulunurlar.
Hikmet Geçkil 11Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

12. Bazı önemli yağ asitleri ve erime dereceleri
Doymuş yağ asitleri erime noktası, (o
C)
12:0Laurik asit (Hindistan cevizi) 44
14:0 Milistik asit 52
16:0Palmitik asit (tüm yağlar) 63
18:0 Stearik asit (tüm yağlar) 70
20:0 Arasidik asit (fıstık yağı) 75
22:0 Behenik asit (tohumlar) 81
24:0 Lignoserik asit (fıstık yaği) 84
Doymamış yağ asitleri
16:1 Palmitoleik asit (tüm yağlar) -1
18:1 Oleik asit (tüm yağlar) 13
18:2 Linoleik asit (bitkisel yağlar) -9
18:3 Linolenik asit -17
20:4 Arasidinok asit -50
24:1 Nervonik asit 39
Hikmet Geçkil 12Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

13. • Yağ asitlerinden meydana gelmis en basit yağlar
triasilgliserollerdir.
• Bunlara ayrıca trigliseridler de denir (gliserolun yağ asidi
triesterleri).
• Bir yağ molekülü (trigliserol veya trigliserid) genel olarak üç
adet yağ asidi molekülünün ester bağları ile bir adet gliserol
molekülüne bağlanmaları ile meydana gelir:
Hikmet Geçkil 13Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

14. • Esas olarak insan veya hayvanlarda yağlardan
bahsedilirken trigliseroller kast edilir ve kilolu
insanlarda bu yağ miktarı 15-20 kg kadar olabilir.
Hikmet Geçkil 14Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

15. • Bu yağın çoğu adipoz dokusu (yağ dokusu)’nda bulunur.
• Hayvanlarda yağ dokusu hücreleri (adipositler) triaçilgliserollerin
sentezi ve depolanması için özelleşmişlerdir.
• Diğer vücut hücrelerinde sadece bir kaç yağ damlacığı sitozolde
bulunmasına rağmen, adipositler neredeyse tamamen yağla dolu
bulunurlar. İnsanların yağ içeriği (erkekte % 21, kadında % 26)
onların bir şey yemeden 2-3 ay yaşamasını mümkün kılar.
Hikmet Geçkil 15Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

16. • Bazen (örneğin fosfolipidlerde), iki yağ asidi
zinciri gliserolun iki karbonu ile ester bağı
oluştururken, diğer karbon atomuna bir
fonksiyonel grup (örneğin, fosfat) bağlanır.
• Bu tür iki zincirli lipid moleküllerine
diaçilgliserol denir.
Hikmet Geçkil 16Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

17. • Triaçilgliserollerin enzimatik sindirimi genellikle nötr pH’larda
(örneğin, ince bağırsakta) çeşitli lipazlarla olur.
• Enerji kaynakları olarak kullanılabilmeleri için,
triaçilgliserollerin en önce böyle bir enzimatik reaksiyonla yağ
asitlerine ve gliserole parçalanmaları gerekir.
• Daha sonra yağ asitleri aktivasyon gibi işlemlerden geçerek
içerdikleri enerji ileriki basamaklarda açığa çıkar (bu işlemler
uzun zaman aldığından, lipidler karbonhidratlar gibi hazır
enerji kaynakları değildirler).
Hikmet Geçkil 17Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

18. • Bir gram yağın 1 gram karbonhidrattan 3 kat daha fazla enerji
içerdiği düşünülürse, yukarıdaki miktardaki bir yağ aylarca
yetebilecek enerji anlamına gelir.
• Ancak, glukoz ve glikojenin başlıca enerji kaynağı moleküller
olarak kullanılmalarının nedeni bunların suda daha kolay
erimesi ve enerji açığa çıkmasının daha kısa süre alması ile
açıklanabilir.
• Bazı hayvanlarda deri altına stoklanmış lipidler sadece enerji
rezervleri olarak değil, aynı zamanda o hayvanları çok düşük
ısılara karşı bir izolasyon bariyeri gibi korur (örneğin,
penguenler, balinalar, deniz fokları, kaz, ördek gibi rutin
olarak soğuk su ile temasa gelen hayvanlar).
Hikmet Geçkil 18Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

19. • Biyolojik mumlar (örneğin, balmumu) uzun zincirli
(14-36 karbonlu) doymuş ve doymamış yağ asitleri ile
uzun zincirli (16-30 karbon) bir alkol zincirinden
oluşmuş esterlerdir.
• Mumlar triaçilgliserollerden daha yüksek erime
noktalarına (60-100 o
C) sahiptir.
• Ördek gibi suda yasayan ve tüyleri ıslanmayan
kuşların bu özellikleri salgıladıkları ve kendilerini
ıslanmaktan koruyan (su tutmayan) mumsu
maddelerden dolayıdır.
Hikmet Geçkil 19Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

20. • Doğal olarak 100’e yakın yağ asidi çeşidinin hücrede oluştuğu
belirlenmiştir.
• Triaçilgliserollerin ester bağları asit ve alkali hidrolizi ile
parçalanabilir.
• Hayvansal orijinli yağların NaOH ve KOH ile ısıtılması sonucu
gliserol ve yağ asitlerinin Na+ ve K+ tuzları ortaya çıkar ki
bunlar sabun olarak bilinirler. Bu olaya aynı zamanda
saponifikasyon denir.
Hikmet Geçkil 20Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

21. MEMBRAN LİPİDLERİ
• Biyolojik membranların esas yapı maddesi gliserofosfolipidler
(fosfogliserit) dir.
• Bunlar gliserolun 1. ve 2. karbon atomunda esterleşmiş yağ
asitleri taşıyan gliserol-3-fosfat molekülleridir. Buradaki fosfat
grubuna ayrıca başka bir molekül de bağlanmış olabilir
(örneğin, H, etanolamin, kolin, serin, inositol, gliserol gibi)
• Örneğin, sadece bir H bulunursa fosfatidik asit oluşur:
Hikmet Geçkil 21Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

22. • Membran lipidleri hem polar ve hem de polar
olmayan karakterleri bir arada taşırlar. Aşağıdaki
şekilde de görüldüğü gibi, polar olmayan hidrofobik
‘kuyruk kısmı” ve hidrofilik ve polar bir “baş
kısmı”ndan meydana gelmişlerdir.
Hikmet Geçkil 22Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

23. • Bu duruma sahip moleküllere yaygın olarak
“amfipatik” (çift karakterli) moleküller denir.
• Hücre zarlarının tabakalı yapısını oluşturan bu
yapıda hidrofobik barier lipidlerden (yağ asidi
zinciri) meydana gelirken, hidrofilik kısım (hücre
dışı ortam ve sitoplazmaya bakan kısım) lipid
molekülünün baş kısımlarını taşır.
Hikmet Geçkil 23Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

24. • Bu membran bariyeri moleküllerin hücre içine ve
dışına transferini düzenlediği için, aynı zamanda
iyon, molekül ve sinyalleri membran boyunca
transfer eden protein yapıları da bulundururlar.
Hikmet Geçkil 24Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

25. • Moleküllerin membrandan tasınım olayı tüm canlılar için kritik
bir fonksiyondur.
• Transport proteinindeki tek bir genetik mutasyon önemli
hastalıklar ortaya çıkarabilir.
• Örneğin, sistin-üriya durumunda sistin amino asidi onu hücre
içine taşıyan transport proteinindeki böyle bir mutasyondan
dolayı bu amino asit hücre içine alınamaz ve kandaki sistin
böbreklere gelir ki orada absorbe olamadığından çökelerek
böbrek taslarının oluşmasına neden olur.
Hikmet Geçkil 25Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

26. • Oksijen ve steroidler gibi yeterince hidrofobik
moleküller ise membrandan rahatlıkla yüksek
konsantrasyonlu bölgeden düşük konsantrasyonlu
bölgeye pasif difüzyonla herhangi bir yardımcı
moleküle ihtiyaç duymadan olur.
• İlginç olan, su gibi polar bir molekülün de
membrandan rahatlıkla difuz olmasıdır. Suyun
nispeten küçük bir molekül olması ve hem de oldukça
yüksek konsantrasyonlarda bulunması böyle bir
olayın gerçekleşmesine neden olur.
Hikmet Geçkil 26Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

27. • Kolaylaştırılmış difuzyon olayında ise, yine yüksüz polar bir
molekül membranda yerleşik taşıyıcı bir proteinin o molekülün
taşınımı için kanal görevi görmesi ile olur.
• Yüklü moleküllerin membrandan transportu ise hem onların
konsantrasyonlarına ve hemde oluşmuş olan elektron potansiyel
gradiyentine bağlıdır.
Hikmet Geçkil 27Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

28. • Diğer önemli bir membran transport sekli de aktif transporttur.
Burada, moleküller konsantrasyon gradiyentlerinin tersi yönünde
(düşük konsantrasyonlu bölgeden yüksek konsantrasyonlu bölgeye)
taşınırlar. Bu olayda diğerlerinden farkli olarak aynı zamanda enerji
(örneğin ATP’nin hidrolizi) kullanılır.
Hikmet Geçkil 28Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

29. • Enerji, maddenin konsantrasyon gradiyentine karşı
yönde hareket ettirilerek taşınımı için harcanır.
• Bu taşınımda tek bir molekül taşınıyorsa bu olaya
uniport (yani tek yönlü), iki molekül aynı yöne doğru
taşınıyorsa simport, iki molekül biri birine zıt yönde
taşınıyorlarsa (biri hücre içine diğeri hücre dışına)
antiport taşınım, bu görevlerde yer alan protein
sistemlerin de uniporter, simporter ve antiporter
denir.
Hikmet Geçkil 29Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

30. • Bazı membran proteinleri klinik olarak da oldukça önemli
fonksiyonlar taşırlar.
• Örneğin, sistik (bazen kistik denir) fibroz yaygın genetik bir
bozukluk olup ABC transportu denen bir membran protein
sistemindeki arızadan kaynaklanır ve epitel hücrelerde klorid kanalı
olarak gören bu transporterin çalışmamasına neden olur.
• Nörotransmitterlerin sinapslardan difüzyonu ve alıcı hücrenin
membranında yerleşik iyon proteinlerine bağlanması da böyle bir
transport mekanizmasının çalışması ile olur.
• Dolayısı ile sıvı-mozaik modeli biyolojik membranlar için en yaygın
kabul gören model biçimidir. Membranların önemli kısmı fosfolipid
(gliserofosfolipid) ve glikolipidlerden meydana gelmiştir.
Hikmet Geçkil 30Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

31. Hikmet Geçkil 31Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

32. • Membranların büyük kısmını oluşturan fosfatidil
kolin, sfingomiyelin, fosfatidil serin, ve fosfatidil
etanolamin hepsi birer fosfolipiddir.
Hikmet Geçkil 32Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

33. • Sfingosinlerin N-açil yağ asidi türevleri seramid olarak
bilinirler.
• Fosfolipidler gibi bunlar da polar baş kısımlara ve polar olmayan
hidrofobik yağ asidi zincirlerine sahiptirler.
• Ancak fosfolipidlerden farklı olarak bu lipidler gliserol
içermezler.
• Bu lipidler gliserol yerine uzun zincirli bir amino alkol olan
sfingosin içerirler.
• Sfingomiyelinler hücre zarında bulunmalarına rağmen, en yoğun
olarak nöronların miyelin kılıflarını oluştururlar.
Hikmet Geçkil 33Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

34. • Sfingolipidler bazı özellileri ile fosfolipidlere, bazı özellikleri ile
triasilgliserollere benzerlik gösterdiklerinden, bu lipidleri keşfeden
bilim adamı bunlara karışık yapılı anlamına gelen ve adını
sfenks’den alan sfingolipidler adını vermiştir. (sfenks: gövdesi aslan,
başı insan veya kartal olan yaratık).
Hikmet Geçkil 34Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

35. • Buraya kadar bahsettiğimiz lipidler (triasilgliseroller ve membran
lipidleri) hücrede veya organizmada büyük miktarlarda bulunurlar.
Bazı istisnalar hariç, bu iki gruba bağlı lipidler hücrede pasif bir rol
oynar.
• Üçüncü lipid grubu kütlesel olarak yukarıdaki iki gruba göre daha az
miktarlarda bulunmalarına rağmen, spesifik ve aktif biyolojik
fonksiyonlara sahiptirler. Bu gruba yüzlerce steroidin yanında
vitamin A, D, E ve K gibi izopren türevleri vitaminler girer.
• Diğer aktif lipidler bazı enzimler için kofaktör, elektron taşıyıcıları
olarak ve hücre içi sinyaller olarak hareket ederler.
Hikmet Geçkil 35Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

36. • Membran lipidlerinin üçüncü önemli sınıfı birbirine kaynaşmış
dört hidrokarbon halkasına sahip sterollerdir.
• Bu grubun en önemli molekülü kollestroldur. Bunlar bakteri
membranlarında bulunmazlar.
• Kollestrolun oksidasyonu veya fotokimyasal çevrilimi ile çok
değişik sayıda steroid hormon (örneğin, testosteron, aldosteron,
kortizon, D vitamini) meydana gelir.
Hikmet Geçkil 36Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

37. • Steroid hormonlar dokular arası mesaj taşınımını
gerçekleştirirler.
• Steroid hormonların en büyük grubunu seks hormonları ve
adrenal korteks hormonları meydana getirir.
• Bu hormonların hepsi benzer bir halkasal yapı (kollestrolun
dörtlü halkasal yapısına benzer) içerirler ve herbiri bir dokuda
yapılarak kan vasıtası ile hedef doku ve organlara taşınırlar
Hikmet Geçkil 37Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

38. • Her hormon kendisine ait özel bir protein reseptöre
bağlandığından, çok düşük konsantrasyonlarda (10-9
M)
hormon bulunması sinyalin çekirdeğe ulaşması için
yeterlidir. ökaryotik hücre membranlarında bulunan
fosfatidilinozitol ve türevleri bu şekildeki bir hormon-
reseptör etkileşimi ile hücre içine salınırlar ve birer mesaj
molekülü olarak hareket ederler. Prostaglandinler diğer bir
çeşit aktif lipiddir. Hepsi beş karbonlu bir halka taşırlar ve
isimlerini ilk defa bulundukları prostat bezinden alırlar.
Hikmet Geçkil 38Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

39. Hikmet Geçkil 39Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007

40. • En belirgin fonksiyonları hücre içi bir mesaj
molekülü olan cAMP’nin sentezlenmesini
düzenlemesidir. Bir çok hormon cAMP tarafından
etkilenir. Bazı prostaglandinler doğum sırasında
uterusun düz kaslarının kasılmasından sorumlu
iken, diğer bazıları bazı spesifik organlara kanın
akışını, uyku ve uyanma ritmini ve bazı dokuların
belirli hormonlara (örneğin, epinefrin ve glukagon)
karşı uyarılmasını etkilerler.
Hikmet Geçkil 40Biyokimya: Lipidler
26 Eylül 2007